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Descoberta do neutrino: Uma nova interação

Descoberta do neutrino: Uma nova interação. Emissão b : emissão de elétron por alguns núcleos radioativos. Questão:. Se não há elétrons no núcleo, como explicar a emissão dessas partículas pelos núcleos, no caso de uma emissão b ?. Outros problemas da emissão b :.

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Descoberta do neutrino: Uma nova interação

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Presentation Transcript

  1. Descoberta do neutrino:Uma nova interação

  2. Emissão b: emissão de elétron por alguns núcleos radioativos Questão: Se não há elétrons no núcleo, como explicar a emissão dessas partículas pelos núcleos, no caso de uma emissão b?

  3. Outros problemas da emissão b: Violação das leis de conservação • Conservação de energia A  B + e- a energia do elétron é menor do que a energia máxima Conservação do momento angular no decaimento do nêutron: n  p + e- ½  ½ + ½ ?

  4. Bohr (1923): o princípio da conservação de energia não é válido para fenômenos microscópicos. • Pauli (1930): resolução do problema Proposta de uma partícula neutra de massa muito pequena Fermi (1934): proposta do nome neutrino– pequeno neutro em italiano. Sem carga neutrino Praticamente sem massa Spin ½

  5. e- nêutron próton  repouso Decaimento do nêutron: três partículas n  p + e- + 

  6. Nesse caso, um quark down do nêutron se transforma em um quark up, emitindo uma partícula W-, que decai em seguida em um elétron e um neutrino. Esse é o mecanismo da força fraca. n  p + e- + udd = uud + W-

  7. O elétron não existe dentro do núcleo (como já vimos), ele é criado durante o processo de decaimento, pela conservação da massa e energia. Assim, o núcleo permanece com o mesmo número de partículas, porém com uma carga positiva a mais.

  8. Recordando o decaimento a Se M  0, o núcleo é INSTÁVEL e tem a probabilidade de decai em outro núcleo através de tunelamento. Se M  0, o núcleo é ESTÁVEL.

  9. Quando que um núcleo é INSTAVEL em relação a decaimento b? Se Mmãe – Mfilho> 0  o decaimento b é PERMITIDO. Se Mmãe – Mfilho< 0  o decaimento b é PROIBIDO. 1,008664u – 1,007276u = 0,001388u = 1,292 MeV/c2  o decaimento b é PERMITIDO.

  10. 233,040805u – 233,042963u = - 0,002158u = - 2,01 MeV/c2  o decaimento b é PROIBIDO. 234,043593u – 234,043340u = 0,000253u = 0,235 MeV/c2  o decaimento b é PERMITIDO.

  11. Detecção – 1953 Reines & Cowan (1953): estudo de fluxo de neutrinos provenientes de um reator nuclear.

  12. Super Kamiokande Entrou em operação em 1996 Localizado em uma mina de zinco a 1000 metros de profundidade. 40 m de altura preenchidos com 50000 toneladas de água super pura. 11.146 fotomultiplicadoras 1998 encontradas evidências da massa não nula dos neutrinos (m 16 eV/c2). me 32.000 m

  13. Nova interação Fermi (1934) analisando o decaimento b: • Mecanismo da força fraca  atua nas partículas, transformando-as em outras, emitindo um neutrino. tempo relativamente alto interação de baixa intensidade Proposta da Força Fraca n e- e p (u d d) (u u d) w-

  14. A partícula mediadoras: W- ( 81 Gev/c2) W+ (81 Gev/c2) Z0 (91 Gev/c2) raio de atuação muito pequeno, da ordem de 10-17 m (0,01 fm).

  15. Explicando o decaimento  com os quarks Nêutron (udd) Próton (uud) + elétron + neutrino

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